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【資料圖】
NO.2474- 厄爾尼諾來(lái)了
文字：風(fēng)云夢(mèng)遠(yuǎn)
校稿：辜漢膺 / 編輯：果栗乘
之前我們講過(guò)厄爾尼諾和拉尼娜跟中國(guó)異常氣候的關(guān)系，兩者及其大氣影響，合稱 ENSO 循環(huán)，從 20000 公里外就可以影響中國(guó)是南澇北旱還是北澇南旱。
在經(jīng)歷了三年拉尼娜之后，按國(guó)家氣候中心的預(yù)測(cè)，今年很可能是厄爾尼諾年。
今年 1 月至 3 月 Nino3.4 指數(shù)平均值為 -0.4 ℃
已高于 -0.5 ℃拉尼娜閾值
因此 " 三重 " 拉尼娜在 2023 年春季之前結(jié)束▼
如果我們比較去年 10 月、今年 1 月、4 月會(huì)發(fā)現(xiàn)赤道東太平洋確實(shí)在從拉尼娜轉(zhuǎn)向厄爾尼諾▼
ENSO 作為一個(gè)非常龐大的模型，從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)向另一種狀態(tài)是非常復(fù)雜的，而當(dāng)前這個(gè)過(guò)渡階段就是一個(gè)絕佳的案例，能讓我們認(rèn)識(shí)到其中的細(xì)節(jié)和復(fù)雜性。今天我們就來(lái)仔細(xì)講講今年的厄爾尼諾。厄爾尼諾對(duì)我國(guó)的影響
眾所周知，" 厄爾尼諾 " 是指赤道中東太平洋表層水溫持續(xù)且顯著偏暖，" 拉尼娜 " 則是持續(xù)且顯著偏冷。
東太平洋海水相比年均值顯著升溫，即厄爾尼諾現(xiàn)象
（圖：NOAA Climate.gov）▼
東太平洋海水相比年均值顯著降溫，即拉尼娜現(xiàn)象偏暖還是偏冷，需要一個(gè)基準(zhǔn)，也就是 " 常年平均值 "，一般用 1981-2010 年或 1991-2020 年的數(shù)據(jù)。選取 5 ° S-5 ° N，170 ° W-120 ° W 這個(gè)范圍的平均海表溫度，作為檢測(cè)冷暖的標(biāo)準(zhǔn)，這里也被稱為 Nino3.4 區(qū)，非常重要，后邊我們還會(huì)提到。Nino3.4 區(qū)位置示意▼
而所謂 " 持續(xù)偏暖 "，往往要維持6-24 個(gè)月。比如 " 厄爾尼諾 " 在第一年的北半球夏天發(fā)展壯大，到了冬天達(dá)到他的頂峰，之后不斷衰減，在第二年的春夏季結(jié)束，但也有可能維持2-3 年。
如果看今年的情況，5 月初，世界氣象組織表示拉尼娜在持續(xù)三年后已經(jīng)結(jié)束，熱帶太平洋處于中性狀態(tài)，預(yù)計(jì)在 5-8 月，ENSO 從中性轉(zhuǎn)向厄爾尼諾的可能性會(huì)不斷提高，從 60％到 80％，是大概率事件了。
拉尼娜前腳剛走，厄爾尼諾就馬不停蹄地趕來(lái)了
（圖：WMO）▼
拉尼娜正在退去( 2023 年 1 月初至 2023 年 3 月初熱帶太平洋的海面溫度 )
（圖：climate.gov）▼
這種轉(zhuǎn)變絕不是無(wú)緣無(wú)故的，在 " 中性狀態(tài) " 下，赤道兩側(cè)的盛行信風(fēng)會(huì)把東太平洋的表層暖水吹向西太平洋，從而在西邊形成一個(gè)暖池，在東邊形成一個(gè)冷舌，東邊為了補(bǔ)償表層海水的缺失，深處的冷水會(huì)向上補(bǔ)充，從而形成西暖冬冷的局面。這種冷暖局面導(dǎo)致西太平洋大氣上升，東太平洋大氣下沉，組成了一個(gè)海洋 - 大氣相互作用的環(huán)流圈。
中性狀態(tài)下的環(huán)流模式
（圖：UNEP）▼
但如果信風(fēng)這個(gè)原動(dòng)力出于某種原因突然且持續(xù)減弱，怠工了，就會(huì)導(dǎo)致向西輸送的暖水變少，暖水集中在中東太平洋，整個(gè)環(huán)流的范圍也向東收縮，并導(dǎo)致信風(fēng)進(jìn)一步減弱，形成正反饋，厄爾尼諾由此形成。厄爾尼諾下的環(huán)流模式
厄爾尼諾作為全球最顯著的海溫異常信號(hào)，會(huì)在數(shù)年內(nèi)逐漸影響熱帶海域和全球氣候，對(duì)不同地區(qū)的影響可能有很長(zhǎng)的時(shí)差。菲律賓、印尼、秘魯就屬于受厄爾尼諾影響最嚴(yán)重的地區(qū)，中國(guó)離得稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)，但厄爾尼諾會(huì)深刻影響東亞季風(fēng)，從而改變我國(guó)的晴雨冷暖。
橫屏 -厄爾尼諾影響下的降水規(guī)律▼
比如，在厄爾尼諾發(fā)展壯大的夏天，西太平洋副熱帶高壓和夏季風(fēng)的雨帶都會(huì)相對(duì)靠南，而且東北低渦會(huì)比較活躍，就導(dǎo)致我國(guó)南方與東北的降雨偏多，而華北、中原的降雨偏少。夏季型厄爾尼諾往往代表華南和東北降水偏多
華北和中部降水偏少▼
厄爾尼諾發(fā)展期夏季氣溫距平▼而在冬天的厄爾尼諾鼎盛期，通常會(huì)導(dǎo)致東亞大槽和西北冷空氣偏弱，我國(guó)除青藏高原之外的大多數(shù)地方會(huì)更加溫暖。但厄爾尼諾和暖冬的相關(guān)性較小，不能完全說(shuō) " 厄爾尼諾年就一定是暖冬 "。厄爾尼諾事件鼎盛期冬季的氣溫距平▼
到了第二年夏天，厄爾尼諾已經(jīng)逐漸衰退，但此時(shí)對(duì)中國(guó)的影響反而最加猛烈，熱帶太平洋雖然沒(méi)那么熱了，但熱帶印度洋受其影響，水溫仍然比較高。從地圖上看，熱帶印度洋其實(shí)比熱帶太平洋離中國(guó)南方更近。水溫偏高直接導(dǎo)致海水蒸發(fā)量變多，輸送到我國(guó)的水汽也就變多了，同時(shí)還會(huì)通過(guò)多條路徑激發(fā)出異常穩(wěn)定、靠南的副熱帶高壓，將水汽源源不斷引導(dǎo)向長(zhǎng)江流域，在四川盆地到長(zhǎng)江一線形成長(zhǎng)時(shí)間降水，甚至引發(fā)洪澇災(zāi)害。
強(qiáng)弩之末的厄爾尼諾也不可小覷
（橫屏，參考：張人禾，2017）▼
厄爾尼諾事件衰減期夏季我國(guó)和周邊區(qū)域陸地降水距平百分比▼
建國(guó)以來(lái)長(zhǎng)江流域三次最大的洪澇災(zāi)害：1954 年特大洪水、1998 年特大洪水、2020 年特大洪水，都出現(xiàn)在厄爾尼諾次年的夏季，真的是不可不防。今年厄爾尼諾的特殊性
但我們也不用過(guò)于擔(dān)心，厄爾尼諾每次都有所不同，具體到今年這次，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)其發(fā)育得并不那么順利。
這是 5 月中旬的全球海表 "距平溫度"，黃色紅色是偏暖，藍(lán)色是偏冷。
可一眼看到，太平洋北部及東部有明顯偏暖
（圖：NOAA）▼
放大看，這個(gè)范圍（下圖綠框）就是 " 赤道中東太平洋 "，東太平洋的南美沿海已經(jīng)熱得發(fā)黃了，看上去妥妥的厄爾尼諾，但更重要的是這個(gè)區(qū)域（橙色框），也就是 Nino3.4 區(qū)，這里的變暖趨勢(shì)還不明顯，說(shuō)明厄爾尼諾還沒(méi)發(fā)展起來(lái)，在中太平洋遭遇了 " 某種阻擊 "。今年的 Nino3.4 區(qū)，看起來(lái)似乎離厄爾尼諾還有點(diǎn)距離▼
這個(gè)中太平洋非常重要，是厄爾尼諾能否完全發(fā)育的關(guān)鍵戰(zhàn)場(chǎng)。這張圖，是五月中旬赤道太平洋海溫的垂直剖面，東西跨度相當(dāng)于從科隆群島到所羅門(mén)群島。
上為當(dāng)前赤道太平洋地區(qū)海溫距平的深度 - 經(jīng)度剖面圖
下為溫度距離平均值
西太平洋的暖水層有一部分已經(jīng)轉(zhuǎn)移到東部，其溫躍層顯著加深直接阻止了下面冷水的補(bǔ)償，加速東太平洋的增暖，溫度已經(jīng)比平均值高了 3-5 ℃。但與此同時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)在160 ° W附近的溫度線突然變得陡峭，這條線越平緩，就表示東西溫差越小，厄爾尼諾越強(qiáng)，越陡峭則厄爾尼諾越弱，所以中太平洋明顯還不夠暖，說(shuō)明暖水主體沒(méi)有進(jìn)一步東移，這直接阻礙了厄爾尼諾事件的進(jìn)一步發(fā)展壯大。
在 160 ° W 附近，暖水層的向東移動(dòng)似乎動(dòng)力不足
這背后的主要原因還是那個(gè)原動(dòng)力——信風(fēng)，信風(fēng)減弱會(huì)導(dǎo)致東太平洋變暖，但中太平洋這一帶的信風(fēng)卻意外的加強(qiáng)了，風(fēng)應(yīng)力傳導(dǎo)至溫躍層，阻礙了暖水層向東轉(zhuǎn)移的過(guò)程，相當(dāng)于東邊的工友已經(jīng)罷工了，中間的工友還在加班兒，向西送溫暖這活兒，你不干我干。連信風(fēng)也在 " 卷 " 了，主打的就是東暖西送
（5 月 15 日 15:00 近地面）▼
為什么會(huì)出現(xiàn)這種狀況？我們把目光拉到靠北的北美西海岸，此時(shí)的赤道東太平洋在變暖，但北美西海岸卻在變冷，還一路向西延伸到赤道中太平洋。一方面給這里降溫，一方面形成了一個(gè)局部高壓，本來(lái)這里的信風(fēng)是要罷工的，又被這個(gè)北美因素鞭策了一把，開(kāi)始打卡上班兒送溫暖，果然一切責(zé)任全在北美方面。
這個(gè)北美因素，是有些反骨在身上的▼
所以，從海洋次表層熱力和動(dòng)力學(xué)角度來(lái)判斷，5 月份赤道東太平洋雖然變暖，但是對(duì)中太平洋影響不大；在 6-7 月份，由于中太平洋一阻礙，厄爾尼諾事件的發(fā)展速度可能明顯放緩。畢竟，要成長(zhǎng)為一個(gè)完整的厄爾尼諾，除了表層水溫偏高，還需要 " 信風(fēng)顯著減弱 "、" 溫躍層和沃克環(huán)流向東轉(zhuǎn)移 " 這兩個(gè)重要標(biāo)志，目前這倆還不具備，所以這次厄爾尼諾應(yīng)該不會(huì)那么順利——雖然會(huì)在夏季形成，但發(fā)展速度應(yīng)該會(huì)比預(yù)期要慢。
根據(jù) NMME 氣候模式的預(yù)測(cè)
Nino3.4 海溫很可能在幾個(gè)月內(nèi)攀升到厄爾尼諾以上的閾值
具體情況如何還有待觀測(cè)
今年會(huì)是最熱的一年？如果我們歸納對(duì)比最近 50 年內(nèi)的厄爾尼諾事件，會(huì)發(fā)現(xiàn)有春季和夏季兩款類型，前者在春季就發(fā)育完全，后者就要晚很多，今年這次就明顯屬于發(fā)育比較晚、位置偏東的類型。
（a）1997、 ( b ) 夏季發(fā)展型厄爾尼諾事件、
（c）2015 和 ( d ) 今年（2023 年）3-4 月
向外輻射長(zhǎng)波（填色）、200hPa 速度勢(shì)（等值線）
和 850hPa 風(fēng)場(chǎng)（矢量）距平對(duì)比▼
對(duì)于這種偏晚偏東的厄爾尼諾，容易導(dǎo)致 " 西太副高 " 偏東偏弱，在其影響下，今年夏季前期將主要是 "南澇北旱" 的趨勢(shì)，南方將有更多更長(zhǎng)時(shí)間的降水，北方則是高溫?zé)崂?；但到了后期，雨帶還是會(huì)向北擴(kuò)展到華北和東北南部。東部型、中部型厄爾尼諾事件的影響模型
（底圖：shutterstock）▼
厄爾尼諾發(fā)展早型和晚型的海溫異常（填色）與 700hPa 風(fēng)場(chǎng)異常（矢量）
在 6-9 月逐月和 6-9 月平均對(duì)比▼
不過(guò)，厄爾尼諾事件只是影響我國(guó)氣象的要素之一，如果要全面分析，還得考慮極地海冰、中高緯度海溫、青藏高原積雪等一大堆問(wèn)題。氣象變化紛繁復(fù)雜，要多因素綜合分析
（圖：nsidc）▼
很多媒體在引用世界氣象組織報(bào)告的時(shí)候說(shuō)，在厄爾尼諾的推動(dòng)下，2023 年可能是有記錄以來(lái)最熱的一年。這個(gè)說(shuō)法靠譜么？首先需要指出，在數(shù)年范圍內(nèi)，厄爾尼諾 - 拉尼娜對(duì)全球平均氣溫的影響大約是 0.1-0.2 ℃這個(gè)振幅，但在一百多年里，全球氣溫其實(shí)呈現(xiàn)出一種 " 進(jìn)兩步退一步 "，不斷疊加的升溫節(jié)奏，站在前輩高溫的基礎(chǔ)上，如果這次厄爾尼諾發(fā)展壯大，確實(shí)可能一代更比一代熱，刷新 1880 年以來(lái)的最高均溫。
1950 年以來(lái)全球均溫逐月變化圖
可看出厄爾尼諾事件的確會(huì)助推短期的全球均溫升高
（左右滑動(dòng)，圖：NOAA）▼
但具體到不同區(qū)域、不同時(shí)段，差別還是挺大的。比如我國(guó)長(zhǎng)江流域，要想重現(xiàn)去年三峰拉尼娜期間的極端高溫，概率就極低，今年南方的重點(diǎn)反而是防洪。華北和西北地區(qū)則需要防范高溫?zé)崂恕６疫@些預(yù)測(cè)也要綜合幾個(gè)月后太平洋的觀測(cè)數(shù)據(jù)，才能更加準(zhǔn)確。
去年三峰拉尼娜造成太平洋西部海溫集體偏高
給長(zhǎng)江地區(qū)帶來(lái)的高溫和干旱也令不少人記憶猶新
（圖：NASA）▼
如今，雖然我們對(duì)ENSO 相關(guān)的海洋 - 大氣相互作用有了更深的理解，但面對(duì)更遼闊的海域和天空，ENSO 也只是其中一個(gè)子項(xiàng)，其他的天氣系統(tǒng)也同樣重要，他們彼此咬合相互作用，構(gòu)成了我們?nèi)祟惿姝h(huán)境的底層地理邏輯。告訴大家一個(gè)好消息！
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張人禾 , 閔慶燁 , 蘇京志 . 2017. 厄爾尼諾對(duì)東亞大氣環(huán)流和中國(guó)降水年際變異的影響 : 西北太平洋異常反氣旋的作用 . 中國(guó)科學(xué) : 地球科學(xué) ,47:544 – 553, doi: 10.1360/N072016-00268
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( 3 ) : 258 268, doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2015.15133
Wen, N., Liu, Z., &Li, L. ( 2019 ) Direct ENSO impact on East Asian summer precipitation in the developing summer. Climate Dynamics, 52, 6799 – 6815
* 本文內(nèi)容為作者提供，不代表地球知識(shí)局立場(chǎng)
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